特許 6790501 竪型粉砕機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6790501

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】竪型粉砕機

(51)【国際特許分類】

   B02C 15/04 20060101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B02C15/04

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-127347(P2016-127347)

(22)【出願日】2016年6月28日

(65)【公開番号】特開2018-1055(P2018-1055A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年4月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】300041192

【氏名又は名称】宇部興産機械株式会社

(72)【発明者】

【氏名】日名内 竜也

(72)【発明者】

【氏名】中尾 泰文

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１７３９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０６８９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０６２２４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−０５９０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−１２２６７９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１１−５３０４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２１９９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０６０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００８４５５６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０２Ｃ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉砕ローラ及び回転テーブルを備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕するとともに、回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機であって、
垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した固定式分級羽根と、固定式分級羽根の内周側に垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した回転式分級羽根とを備えた分級機構を配して、回転式分級羽根が環状の旋回軌道を自在に回転するように設けるとともに、固定式分級羽根の外周側にある分級機ケーシングの形状を上方に向かって１０度から１５度の範囲の一定角度で縮径する切頭円錐形状とし、
且つ、回転式分級羽根の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度について、回転式分級羽根を上下方向に均等に３分割して形成して、回転式分級羽根の上側部分が下側部分より、回転式分級羽根の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根の回転方向側に大きく傾斜するように形成し、最下段の回転式分級羽根の角度を０度とし、最上段の回転式分級羽根まで、その角度を下側から上側へ向かって順に０度、１５度、３０度として形成し、一定割合で角度を増加させることを特徴とする竪型粉砕機。

【請求項2】

粉砕ローラ及び回転テーブルを備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕するとともに、回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機であって、
垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した固定式分級羽根と、固定式分級羽根の内周側に垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した回転式分級羽根とを備えた分級機構を配して、回転式分級羽根が環状の旋回軌道を自在に回転するように設けるとともに、固定式分級羽根の外周側にある分級機ケーシングの形状を上方に向かって１０度から１５度の範囲の一定角度で縮径する切頭円錐形状とし、
且つ、回転式分級羽根の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度について、回転式分級羽根を上下方向に均等に４分割して形成して、回転式分級羽根の上側部分が下側部分より、回転式分級羽根の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根の回転方向側に大きく傾斜するように形成し、最下段の回転式分級羽根の角度を０度とし、最上段の回転式分級羽根まで、その角度を下側から上側へ向かって順に０度、１０度、２０度、３０度として形成し、一定割合で角度を増加させることを特徴とする竪型粉砕機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主に、セメント原料、クリンカ、石灰石、石炭、バイオマス、並びに、その他の無機原料等を粉砕する竪型粉砕機に係わり、特に原料を微粉砕する好適な竪型粉砕機に関する。

【背景技術】

【0002】

原料を効率よく微粉砕する装置として、竪型粉砕機（竪型ミル、或いは竪型ローラミルと称されることもある）と呼ばれる粉砕機が用いられている。
竪型粉砕機は、被粉砕物（本明細書においては単に原料と称することもある）を効率的に粉砕することができるという優れた特性を備えている。

【0003】

竪型粉砕機の基本的な粉砕挙動等について簡略に説明する。
竪型粉砕機は、回転テーブル上に粉砕ローラが配されており、粉砕ローラは回転テーブルの方向に押圧されるよう構成されている。粉砕ローラは、回転テーブルが回転することにより、回転テーブルに対して原料を介して従動し回転する。

【0004】

竪型粉砕機に投入された原料は、原料投入用のシュート等を介して回転テーブル上に投入されて粉砕ローラに噛み込まれ粉砕される。回転テーブルと粉砕ローラに噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブルの外周部とケーシングとの間にある環状隙間へ向かう。

【0005】

竪型粉砕機には様々なタイプがあるが、原料を微粉砕して取り出すことに優れた上抜き式（エアスエプト式等と呼ばれることもある）タイプの竪型粉砕機の場合には、回転テーブルの下方からガスが導入されており、機内において下方から上方に流れるガスの気流が生じている。前述の環状隙間へ流れた原料の多くは、ガスの気流により吹き上げられて、機内上部へと向かう。そして、所望の寸法となった原料が、回転テーブルの上方に配した上部取出口からガスとともに取り出される。

【0006】

なお、所望の寸法まで粉砕されていない原料は、ガスにより吹き上げられず、そのままテーブル下方に落下する、或いは、ガスにより一旦吹き上げられても、上部取出口に到達する前にガスの流れから逸脱し落下し、回転テーブル上に落下する等して、再度、粉砕される。即ち、原料を微粉砕する際に、一度の粉砕で所望する粒度まで微粉砕できなかった原料は、機内で繰り返し粉砕されることになる。

【0007】

ここで、従来から、分級効率の向上を目的として機内上部に分級機構が設けられた竪型粉砕機が多く使用されている。分級機構の方式としては、様々である。代表的な分級機構として、例えば、固定式分級羽根を機内に配して機内を流れるガスの気流を整流することによって分級効率を向上させるタイプ、回転式分級羽根を配することにより機内を流れるガスの気流を強く旋回させることによって分級効率を向上させるタイプ、又、固定式分級羽根と回転式分級羽根の両方を備えて分級効率を向上させるタイプ等、が一般的に良く知られている。

【0008】

近年、原料を微粉砕する際には、分級能力に優れたタイプの竪型粉砕機として、固定式と回転式の両方の分級羽根を備えたタイプの竪型粉砕機が使用される機会が多くなってきている。前述した固定式と回転式の両方を備えたタイプの竪型粉砕機においては、回転式分級羽根の外周側に整流用の固定式分級羽根（ガイドベーンと称されることもある）を配した分級機構を採用するケースが一般的である。回転式分級羽根の外周側に整流用の固定式分級羽根を配した分級機構を備えた竪型粉砕機の１例を特許文献１に示す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００６−１１０５２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ここで、竪型粉砕機内部において、ガスの気流をスムーズに流す目的で、図５（１）に示す形状のような分級機ケーシング１０１Ｂが採用されるケースがある。
図５（１）に示す分級機ケーシング１０１Ｂは、固定式分級羽根１１４の外周側にある分級機ケーシング１０１Ｂの形状が、上方に向かって縮径する切頭円錐形状となっており、垂直方向に伸びている回転式分級羽根１１３と分級機ケーシング１０１の間に形成される環状の隙間が下方から上方に向かって小さくなるように構成されている。

【0011】

例えば、竪型粉砕機１０１の上部が水平な天井で構成されていた場合におけるガスの気流を考察すると、天井に衝突したガスの気流が乱流となって、新たに下側から上昇してくるガスの気流に影響を与えてしまう可能性がある。
それに比較して、図５（１）に示す構成であれば、ガスの気流が分級機ケーシング１０１Ｂに沿ってスムーズに上昇して、回転式分級羽根１１３側に流れ込むことが可能である。その結果、下側から上昇してくるガスの気流に影響を与える可能性が小さくなる。したがって、ガスの気流がスムーズに流れ、ガスの気流が機内を上昇する際における圧力損失も小さくなるので効率的な分級が可能になる。

【0012】

しかしながら、分級機ケーシング１０１Ｂの形状を、上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合においては、回転式分級羽根１１３の上方になるほどガスの中心方向速度が早くなるという傾向が生じる。言い換えれば、回転式分級羽根１１３の上下でガスの中心方向速度が異なるという状態が生じる。

【0013】

図７（１）又図７（２）に、分級機構１１５におけるガス気流の方向と理論分級点ｄの関係を示す。詳細については後述するが、ガスの気流が機内の中心方向に向かって流れる速度を、ガスの気流の中心方向速度Ｖｇ（ｍ／ｓ）とした場合において、理論分級点ｄは、中心方向速度Ｖｇ^０．５に比例する。

【0014】

即ち、回転式分級羽根１１３の上下で中心方向速度Ｖｇが異なるという状態が生じると、理論分級点ｄが、回転式分級羽根１１３の上下で相違した状態になる。
図５（１）に示すタイプの分級機構１１５は、分級効率の優れた分級機構であるが、近年、さらなる分級効率の向上が求められてきており、理論分級点が回転式分級羽根の上下で相違した状態になるという前述の課題を解決すべく、それを解決した分級機構を備える竪型粉砕機の開発が求められていた。

【0015】

本発明は、以上、説明したような問題点に鑑みてなされたものであり、分級機ケーシングの形状を下方から上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合において好適な分級機構を備える竪型粉砕機の技術に関する。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記の目的を達成するため、本発明による竪型粉砕機は、
（１） 粉砕ローラ及び回転テーブルを備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕するとともに、回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機であって、
垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した固定式分級羽根と、固定式分級羽根の内周側に垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した回転式分級羽根とを備えた分級機構を配して、回転式分級羽根が環状の旋回軌道を自在に回転するように設けるとともに、固定式分級羽根の外周側にある分級機ケーシングの形状を上方に向かって１０度から１５度の範囲の一定角度で縮径する切頭円錐形状とし、
且つ、回転式分級羽根の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度について、回転式分級羽根を上下方向に均等に３分割して形成して、回転式分級羽根の上側部分が下側部分より、回転式分級羽根の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根の回転方向側に大きく傾斜するように形成し、最下段の回転式分級羽根の角度を０度とし、最上段の回転式分級羽根まで、その角度を下側から上側へ向かって順に０度、１５度、３０度として形成し、一定割合で角度を増加させる。

【0017】

（２）粉砕ローラ及び回転テーブルを備えて、回転テーブル上に投入した原料を、粉砕ローラで粉砕するとともに、回転テーブルの下方から供給したガスにより吹き上げて、回転テーブルの上方に配した分級機構を介して上部取出口からガスとともに取り出す竪型粉砕機であって、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した固定式分級羽根と、固定式分級羽根の内周側に垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した回転式分級羽根とを備えた分級機構を配して、回転式分級羽根が環状の旋回軌道を自在に回転するように設けるとともに、固定式分級羽根の外周側にある分級機ケーシングの形状を上方に向かって１０度から１５度の範囲の一定角度で縮径する切頭円錐形状とし、且つ、回転式分級羽根の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度について、回転式分級羽根を上下方向に均等に４分割して形成して、回転式分級羽根の上側部分が下側部分より、回転式分級羽根の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根の回転方向側に大きく傾斜するように形成し、最下段の回転式分級羽根の角度を０度とし、最上段の回転式分級羽根まで、その角度を下側から上側へ向かって順に０度、１０度、２０度、３０度として形成し、一定割合で角度を増加させる。

【発明の効果】

【0019】

本発明においては、回転式分級羽根を上下方向に複数個分割して形成するとともに、回転式分級羽根の傾斜角度について、回転式分級羽根の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根の回転方向側に傾斜させる。
そして、回転式分級羽根の上下部分で傾斜角度を異ならせて、回転式分級羽根の下側部分より上側部分の傾斜角度を大きく形成する。

【0020】

本発明は前述の構成により、分級機ケーシングの縮径によるガスの気流速度の影響を、回転式分級羽根の傾斜角度による旋回流の強さによって緩和することができるので、回転式分級羽根の上下方向で均一な分級が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係わり竪型粉砕機の全体構成を説明する図である。

【図2】本発明の実施形態に係わり分級機構の構成及び配置を説明する図である。

【図3】本発明の実施形態に係わり回転式分級羽根の傾斜角度を説明する図である。

【図4】本発明による他の実施形態に係わり回転式分級羽根の傾斜角度を説明する図である。

【図5】竪型粉砕機のケーシング形状と分級羽根配置を説明する参考図である。

【図6】回転式分級羽根の傾斜による気流の方向を説明する参考図である。

【図7】理論分級点を説明する参考図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面等に基づき本発明の好ましい実施形態の１例を詳細に説明する。
図１から図４は本発明の実施形態に係わり、その好ましい例を示したものである。
図１は竪型粉砕機の全体構成を説明する図である。図２は分級機構の構成及び配置を説明する図であり、（１）が側面から観察した概念図であり、（２）が（１）のＡ−Ａ断面方向から観察した図である。図３は回転式分級羽根の構成及び配置を説明する概念図であり、（２）が（１）のＡ−Ａ断面方向から観察した図であり、（３）が（１）のＢ−Ｂ断面方向から観察した図である。

【0023】

図４は他の実施形態による回転式分級羽根の構成及び配置を説明する図であり、（２）が（１）のＡ−Ａ断面方向から観察した図であり、（３）が（１）のＢ−Ｂ断面方向から観察した図であり、（４）が（１）のＣ−Ｃ断面方向から観察した図である。

【0024】

なお、図５は本発明を理解する上で参考となる図であり、図５は竪型粉砕機のケーシング形状と分級羽根配置を説明する図であり、（１）が側面から観察した概念図であり、（２）が（１）のＡ−Ａ断面方向から観察した図である。また、図６は回転式分級羽根の傾斜による気流の方向を説明する参考図であり、図７は理論分級点を説明する図である。

【0025】

以下、本実施形態に係る竪型粉砕機１の好ましい構成の１例を説明する。
本実施形態に係る竪型粉砕機１は、図１に示すように竪型粉砕機１の外郭を形成する分級機ケーシング１Ｂ、及びミルケーシング１Ａ、並びに、竪型粉砕機１の下部に設置された減速機２Ｂと図示しない駆動モータによって駆動される回転テーブル２、コニカル型の粉砕ローラ３を備えている。また、図１に示す竪型粉砕機１は、一般的にセンターシュート方式と呼ばれるタイプの竪型粉砕機１であり、竪型粉砕機１の上部から回転テーブル２の中心方向に向かって鉛直下方に伸びる原料供給シュート３５を備えている。

【0026】

そして、図１に示した竪型粉砕機１は、回転テーブル２の駆動用電源として図示しないインバータ電源等を備えて、運転中、回転テーブル２の回転速度が任意に変更可能な可変速式の竪型粉砕機１である。

【0027】

図１に示した竪型粉砕機１は、内部に分級機構１５を備えた上抜き式である。回転テーブル２の上方には、形状が略逆円錐型の内部コーン１９を備えており、内部コーン１９の上部に固定式の一次分級羽根である固定式分級羽根１４が配されている。そして、内部コーン１９の上方で固定式分級羽根１４の内側には、回転式分級羽根１３が配されている。

【0028】

本実施形態においては、原料供給シュート３５の外側に、原料供給シュート３５を内挿した形で回転筒１８が配されている。そして、竪型粉砕機１の上部には分級機モータ２０が配されており、回転筒１８と分級機モータ２０がベルトで連結されている。本実施形態は前述の構成により、分級機モータ２０を回転させると、ベルトで連結された回転筒１８が回転する構成となっている。

【0029】

そして、図１に示すように本実施形態においては、回転筒１８から放射状に伸びる支持部材に対して回転式分級羽根１３が取り付けられている。したがって、分級モータ２０を駆動することにより回転筒１８を介して回転式分級羽根１３は自在に回転する構成となっている。なお、本明細書においては、回転式分級羽根１３と固定式分級羽根１４を合わせて分級機構１５と称する。

【0030】

また、本実施形態においては、図２（１）に示すように、固定式分級羽根１４と分級機ケーシング１Ｂの間に形成される環状の隙間Ｌ１が下方から上方に向かって小さくなるように、固定式分級羽根１４の外周側にある分級機ケーシング１Ｂの形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状としている。なお、固定式分級羽根１４の外周側にある分級機ケーシング１Ｂの形状を上方に向かって縮径する切頭円錐形状としたことにより、固定式分級羽根１４の内側にある回転式分級羽根１３と分級機ケーシングの間に形成される環状の隙間についても、下方から上方に向かって小さくなる。

【0031】

竪型粉砕機１の回転テーブル２の下方には、ガスを導入するためのガス導入口３３と、重量の大きな原料を取り出すための排出シュート３４（下部取出口３４と称することもある）を備えている。また、回転テーブル２上方には、前述したように機内に原料を投入するための原料供給シュート３５が配されるとともに、ガスと共に製品（粉砕されて所望の粒径となった原料）を取り出す上部取出口３９を備えている。

【0032】

回転テーブル２の外周部分に対向する位置にあるミルケーシング１Ａの内周面は、円筒状になっており、回転テーブル２の外周部分と竪型粉砕機１のミルケーシング１Ａとの間で環状の隙間３０（環状隙間３０）を形成する。また、粉砕ローラ３は、回転テーブル２の外周部分に位相を９０度ずつずらした形で４個配されている。

【0033】

以下、固定式分級羽根１４と回転式分級羽根１３の構成及び配置について説明する。
固定式分級羽根１４は、図２（１）又（２）に示すように、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した構成となっている。そして、固定式分級羽根１４の上端と分級機ケーシング１Ｂの間は閉止されており、分級機ケーシング１Ｂに沿って上昇したガスの気流が、複数枚並べられた固定式分級羽根１４同士の間の隙間を通過せずにショートカットして、機内上方の上部取出口３９側に侵入することを防止している。

【0034】

なお、本実施形態において、固定式分級羽根１４は、図２（２）等に示すように、その幅方向が、後述する回転式分級羽根１３の回転中心軸から放射状に伸びる直線方向に沿って伸びるように形成されている。しかし、本発明の適応の範囲はこれに限らず、必要に応じて適宜傾斜させても良く、例えば、竪型粉砕機１の機内における整流効果を高めてガスの気流をスムーズに機内を流すという目的等によって、回転式分級羽根１３と同様に、外周側から内周側に向かって回転式分級羽根１３の回転方向側に向かうようにして傾斜させることは好ましい構成の１つである。

【0035】

次に回転式分級羽根１３の構成について説明する。
固定式分級羽根１４の内周側に配された回転式分級羽根１３は、垂直方向に延びる複数枚の板を間隔をあけて環状に並べて配した構成となっている。
本実施形態においては、回転式分級羽根１３について、垂直方向に延びる板を、上下方向で２分割して形成しており、上部の羽根を回転式分級羽根１３Ａとし、下部の羽根を回転式分級羽根１３Ｂとした。

【0036】

前述したように、回転式分級羽根１３を構成している回転式分級羽根１３Ａと１３Ｂは、回転筒１８等を介して分級機モータ２０により駆動されて、環状に形成された旋回軌道を自在に回転する。

【0037】

ここで、回転式分級羽根１３の回転中心軸から延びる直線と、回転式分級羽根１３の幅方向に延びる直線が形成する傾斜角度αについて説明すれば、回転式分級羽根１３の旋回軌道の外周側から内周側に向かって回転式分級羽根１３の回転方向側に傾斜させるとともに、回転式分級羽根１３の上下部分で前述の傾斜角度を異ならせて、下側部分にある回転式分級羽根１３Ｂより上側部分にある回転式分級羽根１３Ａの傾斜角度を大きく形成する。図２（２）に回転式分級羽根１３Ａ（１３Ｂ）の回転方向を示す。

【0038】

本実施形態においては、図３（１）から（３）に示すように、回転式分級羽根１３Ａの傾斜角度α１とし、下側部分にある回転式分級羽根１３Ｂの傾斜角度α２とし、上側部分にある回転式分級羽根１３Ａの傾斜角度を下側部分にある回転式分級羽根１３Ｂより大きく形成して、α１＞α２とした。後述するが図３に示す実施形態において、α１は３０度であり、α２は０度である。

【0039】

なお、本実施形態おいて回転式分級羽根１３は、図３に示すように、その幅方向が直線状に伸びる形状とした。しかし、回転式分級羽根１３の剛性を高める目的などにより、図５（２）に示すように、例えば、一部を屈曲させてＬ字型等にすることが好ましく、その場合の傾斜角度αは、幅方向に長い部分を基準として設定すれば良い。

【0040】

また、回転式分級羽根１３の剛性を高める目的により、回転式分級羽根１３を全体的にわずかに屈曲させた場合には、幅方向両端を結ぶ直線を基準として傾斜角度αを設定すれば良い。

【0041】

以下、竪型粉砕機１の粉砕挙動等について簡略に説明する。
前述したように、図１に示した竪型粉砕機１は、回転テーブル２上に粉砕ローラ３が配されており、それぞれの粉砕ローラ３が、回転テーブル２の方向に押圧されるよう構成されている。そして、粉砕ローラ３は、回転テーブル２が回転することにより、回転テーブル２に対して、原料を介して従動して回転する。

【0042】

竪型粉砕機１の原料供給シュート３５からに投入された原料（本実施形態においては高炉スラグ）は、回転テーブル２の中央付近に投入されて、渦巻き状の軌跡を描きながら、回転テーブル２の外周側に移動する。そして、回転テーブル２の外周側に移動した原料は、粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕される。

【0043】

回転テーブル２と粉砕ローラ３に噛み込まれて粉砕された原料は、回転テーブル２の外縁部に周設されたダムリング５を乗り越えて、回転テーブル２の外周部とミルケーシング１Ａとの間に形成された環状隙間３０の領域に移動する。そして、環状隙間３０に移動した原料は、ガスにより吹き上げられてケーシング内を上昇する。この際において吹き上げられるガスの流れは、回転式分級羽根１３の回転による影響を受けて、旋回流となる。

【0044】

旋回流となったガスの中に同伴されて吹き上げられた原料は、回転テーブル２の上方に配した分級機構１５の方向に向かって旋回しながら流れる。そして、分級機構１５を通過した径の小さな原料が、上部取出口３９から製品として取り出される。

【0045】

分級機構１５を通過できなかった原料の多くは、機内を落下し、再度、回転テーブル２まで戻されて粉砕される、或いは、内部コーン１９に捕集されて、再度、回転テーブル２上に供給されて粉砕される。一方、原料の中で極端に重量の大きなものは、ガスにより吹き上げられず、回転テーブル２の下方に向かって落下する。回転テーブル２の下方に落下した原料は、竪型粉砕機１の底面部に達し、図示しないスクレーパ等によって排出シュート３４から機外に取り出される。

【0046】

以下、本実施形態による分級機構１５の作用効果について説明する。
分級機は粒度分布のある粒子群を、ある粒子径を境界として微粉（製品）と粗粉に選別して振り分ける分級操作を行っている。この境界となる粒子径は、一般的に理論分級点と呼ばれるものである。

【0047】

図５及び図７に竪型粉砕機１の分級機能を説明するための図を示す。
理論分級点は、粒子の運動方程式を羽根間の中心方向速度Ｖｇと旋回方向速度Ｖθにより整理することで以下の数式１のように表される。

【0048】

【数1】

【0049】

ｄは理論分級点（μｍ）、Ｖθは気流の旋回方向速度（ｍ/ｓ）、Ｖｇ（ｍ/ｓ）は気流中心方向速度である。

【0050】

前述したように、分級機ケーシング１Ｂの形状を、上方に向かって縮径する切頭円錐形状とした場合においては、分級機ケーシング１Ｂの形状に沿ってガスの気流が流れるために、回転式分級羽根１３の上方になるほどガスの中心方向速度Ｖｇが早くなるという傾向が生じている。

【0051】

図６（１）に従来技術の例による回転式分級羽根１１３による気流の方向を概念的に示す。回転式分級羽根１１３が回転することにより、気流の旋回方向速度Ｖθが増加する。
しかし、回転式分級羽根１１３が上下で同じ場合には、回転式分級羽根１１３の上下で同じ旋回方向速度Ｖθとなる。そのため、回転式分級羽根１１３の上下方向で中心方向速度Ｖｇが異なると、理論分級点ｄが異なってしまい分級効率を向上させる際の障害になる可能性がある。

【0052】

本実施形態においては、回転式分級羽根１３を上下方向に２つに分割して形成しており、回転式分級羽根１３の上下部分で傾斜角度αを異ならせて、回転式分級羽根１３Ｂの傾斜角度α２より回転式分級羽根１３Ａの傾斜角度α１を大きく形成している。

【0053】

前述した数式１から考察すれば、分子にある中心方向速度Ｖｇが大きい場合には分母にある旋回方向速度Ｖθを大きくし、分子にある中心方向速度Ｖｇが小さい場合には分母にある旋回方向速度Ｖθを小さくすることが好ましいと想定される。

【0054】

しかし、本出願人は鋭意研究の結果、分級機ケーシング１Ｂに沿って上昇してくるガスの気流の流れに対向する気流を機内で新たに生じさせることによって、回転式分級羽根１３の上下部分で異なる理論分級点ｄの相違を緩和することができることを知見した。

【0055】

即ち、本実施形態においては、回転式分級羽根１３の上下で、回転式分級羽根１３Ａ又回転式分級羽根１３Ｂの傾斜角度αを相違させて気流の方向を変化させている。
回転式分級羽根１３を傾斜角度αで傾斜させると、図６（２）に示すようにガス気流の旋回方向速度Ｖθが変化すると同時に、旋回軌道の内周側から外周側に向かうガスの流れが反中心方向速度Ｖｇ２として生じる。

【0056】

そして、回転式分級羽根１３の旋回軌道の内周側から外周側に向かおうとする気流の流れは、分級機ケーシング１Ｂに沿って上昇してくる気流の流れに対向し、反中心方向速度Ｖｇ２が中心方向速度Ｖｇを減速させる。その結果、回転式分級羽根１３の上下部分で異なる理論分級点ｄの相違を緩和することができる。

【0057】

なお、傾斜角度αについて説明すると、その最大は４５度になる。それ以上、大きい場合には、旋回流等を強くする効果が弱くなる。

【0058】

コンピュータによる理論分級点ｄの解析を行った結果、固定式分級羽根１４の長さを基準として、回転式分級羽根１３の全体長さを固定式分級羽根１４と略同一の長さとし、分級機ケーシング１Ｂが鉛直方向から１０度から１５度（本実施形態では約１３度）程度傾いた状態で縮径して行く場合を想定した場合に、回転式分級羽根１３の上端部の傾斜角度αについて、概ね３０度が好ましいと判断した。したがって、本実施形態においては、回転式分級羽根１３を上下均等に２分割し、回転式分級羽根１３Ａの傾斜角度α１を３０度とし、回転式分級羽根１３Ｂの傾斜角度α２を０度とした。

【0059】

なお、理論分級点ｄの相違を緩和するという観点において、回転式分級羽根１３を図４に示すように均等３分割にする構成は好ましい。前述した実施形態と異なる点は、回転式分級羽根１６を、上下方向に均等に３分割として、その角度を下側から上側に向かって順に、α３を０度、α２を１５度、α１を３０度として形成した点である。

【0060】

また、さらに回転式分級羽根１３を、上下方向に均等に４分割とした場合には、その角度を下側から上側に向かって順に、０度、１０度、２０度、３０度として形成することが好ましい。

【産業上の利用可能性】

【0061】

以上のように本願発明に係わる技術は、上方に向かって縮径する切頭円錐形状の分級機ケーシングを有する竪型粉砕機の粉砕効率向上等に役立ち好適に使用できる。

【符号の説明】

【0062】

１ 竪型粉砕機
１Ａ ミルケーシング
１Ｂ 分級機ケーシング
２ 回転テーブル
２Ｂ 減速機
３ 粉砕ローラ
５ ダムリング
１３ 回転式分級羽根
１３Ａ 回転式分級羽根（上部）
１３Ｂ 回転式分級羽根（下部）
１４ 固定式分級羽根
１５ 分級機構
１６Ａ 回転式分級羽根（上部）
１６Ｂ 回転式分級羽根（中部）
１６Ｃ 回転式分級羽根（下部）
１９ 内部コーン
２０ 分級機モータ
３０ 環状隙間
３３ ガス導入口
３４ 排出シュート
３５ 原料供給シュート
３９ 上部取出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】